WO2022123882A1 - 高周波モジュール及び通信装置 - Google Patents
高周波モジュール及び通信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022123882A1 WO2022123882A1 PCT/JP2021/036907 JP2021036907W WO2022123882A1 WO 2022123882 A1 WO2022123882 A1 WO 2022123882A1 JP 2021036907 W JP2021036907 W JP 2021036907W WO 2022123882 A1 WO2022123882 A1 WO 2022123882A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- high frequency
- circuit
- circuit component
- frequency module
- main surface
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims description 57
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 77
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 77
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 46
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 42
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 14
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- SWPMTVXRLXPNDP-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxy-2,6,6-trimethylcyclohexene-1-carbaldehyde Chemical compound CC1=C(C=O)C(C)(C)CC(O)C1 SWPMTVXRLXPNDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
- H05K3/284—Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0237—High frequency adaptations
- H05K1/0243—Printed circuits associated with mounted high frequency components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0216—Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
- H05K1/0218—Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference by printed shielding conductors, ground planes or power plane
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10007—Types of components
- H05K2201/1006—Non-printed filter
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10007—Types of components
- H05K2201/10098—Components for radio transmission, e.g. radio frequency identification [RFID] tag, printed or non-printed antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
- H05K2201/10371—Shields or metal cases
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10431—Details of mounted components
- H05K2201/10507—Involving several components
Definitions
- the present invention relates to a high frequency module and a communication device.
- Patent Document 1 discloses a module including a module board, an electronic component mounted on a mounting surface of the module board, and a resin layer covering a side surface of the electronic component.
- the upper surface of the electronic component is in contact with the metal film, and the heat generated by the electronic component is dissipated through the metal film.
- the high frequency module is required not only to improve heat dissipation, but also to easily identify the high frequency module.
- the surface of the high-frequency module is provided with a stamp indicating information such as a model number. As the miniaturization of the high-frequency module progresses, the engraving itself becomes smaller, and it is required to maintain high visibility of the engraving.
- an object of the present invention is to provide a high-frequency module and a communication device having excellent heat dissipation and high visibility of engraving.
- the high-frequency module includes a module substrate having a main surface, a first circuit component arranged on the main surface, a resin member arranged on the main surface and covering the side surface of the first circuit component, and a resin. It includes a metal layer that comes into contact with the top surface of the member and the top surface of the first circuit component, and an engraved portion provided on the top surface of the resin member. In the plan view of the main surface, the engraved portion does not overlap with the first circuit component.
- the communication device is a high frequency module according to the above aspect, which transmits a high frequency signal between an RF signal processing circuit that processes high frequency signals transmitted and received by an antenna and an antenna and an RF signal processing circuit. And.
- FIG. 1 is a circuit diagram of a high frequency module and a communication device according to an embodiment.
- FIG. 2A is a plan view showing the component arrangement of the high frequency module according to the embodiment.
- FIG. 2B is a plan view showing the component arrangement of the high frequency module according to the embodiment.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the high frequency module according to the embodiment.
- FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of the engraved portion of the high frequency module according to the embodiment.
- FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of the engraved portion of the high frequency module according to the modified example of the embodiment.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of a high frequency module according to a modified example of the embodiment.
- each figure is a schematic diagram and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like do not always match in each figure. Further, in each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numeral, and duplicate description will be omitted or simplified.
- the terms “upper” and “lower” do not refer to the upward direction (vertically upward) and the downward direction (vertically downward) in absolute spatial recognition, but are based on the stacking order in the laminated configuration. It is used as a term defined by the relative positional relationship. For this reason, for example, the "upper surface” of a part or member is not only a surface on the vertically upper side but also various surfaces such as a surface on the vertically lower side or a surface orthogonal to the horizontal direction in an actual usage mode. Can be.
- the x-axis, y-axis, and z-axis indicate the three axes of the three-dimensional Cartesian coordinate system.
- Each of the x-axis and the y-axis is a direction parallel to the first side of the rectangle and the second side orthogonal to the first side when the plan view shape of the module substrate is rectangular.
- the z-axis is the thickness direction of the module substrate.
- the "thickness direction" of the module substrate means the direction perpendicular to the main surface of the module substrate.
- connection includes not only the case of being directly connected by a connection terminal and / or a wiring conductor, but also the case of being electrically connected via another circuit element.
- connected between A and B means that both A and B are connected between A and B.
- planar view of the module board means that an object is projected orthographically projected from the positive side of the z-axis onto the xy plane.
- the component is arranged on the substrate means that the component is arranged on the substrate in a state of being in contact with the substrate and is arranged above the substrate without contacting the substrate (for example,).
- the component is laminated on another component arranged on the substrate), and a part or all of the component is embedded and arranged in the substrate.
- the component is arranged on the main surface of the board means that the component is arranged on the main surface in a state of being in contact with the main surface of the board, and the component is mainly arranged without contacting the main surface. This includes arranging above the surface and embedding a part of the component in the substrate from the main surface side.
- ordinal numbers such as “first” and “second” do not mean the number or order of constituent elements unless otherwise specified, and avoid confusion of the same kind of constituent elements and distinguish them. It is used for the purpose of
- FIG. 1 is a circuit diagram of a high frequency module 1 and a communication device 5 according to an embodiment.
- the communication device 5 is a device used in a communication system, and is a mobile terminal such as a smartphone or a tablet computer. As shown in FIG. 1, the communication device 5 includes a high frequency module 1, an antenna 2, an RF signal processing circuit (RFIC) 3, and a baseband signal processing circuit (BBIC) 4.
- RFIC RF signal processing circuit
- BBIC baseband signal processing circuit
- the high frequency module 1 transmits a high frequency signal between the antenna 2 and the RFIC 3.
- the internal configuration of the high frequency module 1 will be described later.
- the antenna 2 is connected to the antenna connection terminal 100 of the high frequency module 1, transmits a high frequency signal (transmitted signal) output from the high frequency module 1, and receives a high frequency signal (received signal) from the outside to receive the high frequency signal (received signal). Output to.
- RFIC 3 is an example of a signal processing circuit that processes high frequency signals transmitted and received by the antenna 2. Specifically, the RFIC 3 processes the high frequency reception signal input via the reception path of the high frequency module 1 by down-conversion or the like, and outputs the reception signal generated by the signal processing to the BBIC 4. Further, the RFIC 3 processes the transmission signal input from the BBIC 4 by up-conversion or the like, and outputs the high frequency transmission signal generated by the signal processing to the transmission path of the high frequency module 1. Further, the RFIC 3 has a control unit for controlling a switch, an amplifier and the like included in the high frequency module 1. A part or all of the function of the RFIC3 as a control unit may be mounted outside the RFIC3, or may be mounted on, for example, the BBIC4 or the high frequency module 1.
- the BBIC 4 is a baseband signal processing circuit that processes signals using an intermediate frequency band having a lower frequency than the high frequency signal transmitted by the high frequency module 1.
- the signal processed by the BBIC 4 for example, an image signal for displaying an image and / or an audio signal for a call via a speaker is used.
- the antenna 2 and the BBIC 4 are not essential components.
- the high frequency module 1 includes a power amplifier 10, a PA control circuit 11, a low noise amplifier 20, matching circuits 31, 32, 41 and 42, switches 51 to 53, a duplexer 61 and the like. 62 and. Further, the high frequency module 1 includes an antenna connection terminal 100, a control input terminal 111, a high frequency input terminal 110, and a high frequency output terminal 120.
- the antenna connection terminal 100 is connected to the antenna 2.
- the control input terminal 111 is a terminal for receiving a digital signal for controlling the gain of the power amplifier 10 and the power supply voltage and the bias voltage supplied to the power amplifier 10.
- the control input terminal 111 is a MIPI (Mobile Industry Processor Interface) terminal and receives a digital signal from the RFIC 3.
- MIPI Mobile Industry Processor Interface
- the high frequency input terminal 110 is a terminal for receiving a high frequency transmission signal from the outside of the high frequency module 1.
- the high frequency input terminal 110 is a terminal for receiving transmission signals of communication bands A and B from RFIC3.
- the high frequency output terminal 120 is a terminal for providing a high frequency reception signal to the outside of the high frequency module 1.
- the high frequency output terminal 120 is a terminal for providing the received signals of the communication bands A and B to the RFIC 3.
- the communication band means a frequency band defined in advance by a standardization body or the like (for example, 3GPP (3rd Generation Partnership Project) and IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)) for a communication system.
- the communication system means a communication system constructed by using radio access technology (RAT: RadioAccess Technology).
- RAT RadioAccess Technology
- As the communication system for example, a 5GNR (5th Generation New Radio) system, an LTE (Long Term Evolution) system, a WLAN (Wireless Local Area Network) system, and the like can be used, but the communication system is not limited thereto.
- Communication bands A and B are different communication bands from each other.
- a communication band for frequency division duplex (FDD) is used as the communication bands A and B, respectively.
- a communication band for Time Division Duplex (TDD) may be used as at least one of the communication bands A and B.
- the power amplifier 10 can amplify the transmission signals of the communication bands A and B.
- the input terminal of the power amplifier 10 is connected to the high frequency input terminal 110, and the output terminal of the power amplifier 10 is connected to the switch 52.
- the configuration of the power amplifier 10 is not particularly limited.
- the power amplifier 10 may have a single-stage configuration or a multi-stage configuration.
- the power amplifier 10 may have a plurality of cascaded amplification elements.
- the power amplifier 10 may convert a high frequency signal into a balanced signal and amplify it.
- Such a power amplifier 10 may be referred to as a differential amplifier.
- the balanced signal means a set of signals having opposite phases.
- the balanced signal is sometimes referred to as a differential signal.
- the PA control circuit 11 is an example of a control circuit that controls the power amplifier 10.
- the PA control circuit 11 controls the gain of the power amplifier 10 based on the digital signal input via the control input terminal 111.
- the PA control circuit 11 is, for example, one semiconductor integrated circuit.
- the semiconductor integrated circuit is composed of, for example, CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and specifically, is configured by an SOI (Silicon on Insulator) process. This makes it possible to manufacture semiconductor integrated circuits at low cost.
- the semiconductor integrated circuit may be composed of at least one of GaAs, SiGe and GaN.
- the low noise amplifier 20 can amplify the received signals of the communication bands A and B received by the antenna connection terminal 100.
- the input terminal of the low noise amplifier 20 is connected to the switch 53, and the output terminal of the low noise amplifier 20 is connected to the high frequency output terminal 120.
- the configuration of the low noise amplifier 20 is not particularly limited.
- the low noise amplifier 20 may have a single-stage configuration or a multi-stage configuration.
- the power amplifier 10 and the low noise amplifier 20 are composed of, for example, a Si-based CMOS or a field effect transistor (FET) or a heterobipolar transistor (HBT) made of GaAs as a material.
- FET field effect transistor
- HBT heterobipolar transistor
- Duplexer 61 is an example of a filter having a pass band including a communication band A.
- the duplexer 61 passes the high frequency signal of the communication band A.
- the duplexer 61 transmits the transmission signal and the reception signal of the communication band A by the FDD method.
- the duplexer 61 includes a transmit filter 61T and a receive filter 61R.
- the transmission filter 61T has a pass band including an uplink operating band of the communication band A.
- One end of the transmission filter 61T is connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51.
- the other end of the transmission filter 61T is connected to the output terminal of the power amplifier 10 via the matching circuit 31 and the switch 52.
- the uplink operation band means a part of the communication band specified for the uplink.
- the uplink operation band means the transmission band.
- the reception filter 61R has a pass band including the downlink operating band of the communication band A.
- One end of the reception filter 61R is connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51.
- the other end of the receive filter 61R is connected to the input terminal of the low noise amplifier 20 via the matching circuit 41 and the switch 53.
- the downlink operation band means a part of the communication band specified for the downlink.
- the downlink operation band means the reception band.
- Duplexer 62 is an example of a filter having a pass band including a communication band B.
- the duplexer 62 passes the high frequency signal of the communication band B.
- the duplexer 62 transmits the transmission signal and the reception signal of the communication band B by the FDD method.
- the duplexer 62 includes a transmit filter 62T and a receive filter 62R.
- the transmission filter 62T has a pass band including the uplink operation band of the communication band B.
- One end of the transmission filter 62T is connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51.
- the other end of the transmission filter 62T is connected to the output terminal of the power amplifier 10 via the matching circuit 32 and the switch 52.
- the reception filter 62R has a pass band including the downlink operation band of the communication band B. One end of the reception filter 62R is connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51. The other end of the receive filter 62R is connected to the input terminal of the low noise amplifier 20 via the matching circuit 42 and the switch 53.
- the transmission filters 61T and 62T, and the reception filters 61R and 62R are, for example, a surface acoustic wave filter using SAW (Surface Acoustic Wave), a surface acoustic wave filter using BAW (Bulk Acoustic Wave), an LC resonance filter, and a dielectric filter. However, it is not limited to these.
- the switch 51 is connected between the antenna connection terminal 100 and each of the duplexers 61 and 62.
- the switch 51 is also referred to as an antenna switch.
- the switch 51 may (a) connect the antenna connection terminal 100 to the transmission filter 61T and the reception filter 61R, and (b) connect the antenna connection terminal 100 to the transmission filter 62T and the reception filter 62R, based on the control signal from the RFIC 3, for example. Switch to the connection with.
- the switch 51 is, for example, a SPDT (Single Pole Double Throw) type switch circuit.
- the switch 51 may be a multi-connection type switch circuit capable of simultaneously executing the above connections (a) and (b).
- the switch 52 is connected between each of the duplexers 61 and 62 and the power amplifier 10.
- the switch 52 switches between the connection of the power amplifier 10 and the transmission filter 61T and the connection of the power amplifier 10 and the transmission filter 62T, for example, based on the control signal from the RFIC 3.
- the switch 52 is, for example, a SPDT type switch circuit.
- the switch 53 is connected between each of the duplexers 61 and 62 and the low noise amplifier 20.
- the switch 53 switches between the connection of the low noise amplifier 20 and the reception filter 61R and the connection of the low noise amplifier 20 and the reception filter 62R, for example, based on the control signal from the RFIC 3.
- the switch 53 is, for example, a SPDT type switch circuit.
- the matching circuit 31 is connected between the transmission filter 61T and the output terminal of the power amplifier 10. Specifically, the matching circuit 31 is connected to the power amplifier 10 via the switch 52. The matching circuit 31 performs impedance matching between the transmission filter 61T and the power amplifier 10.
- the matching circuit 32 is connected between the transmission filter 62T and the output terminal of the power amplifier 10. Specifically, the matching circuit 32 is connected to the power amplifier 10 via the switch 52. The matching circuit 32 performs impedance matching between the transmission filter 62T and the power amplifier 10.
- the matching circuit 41 is connected between the reception filter 61R and the input terminal of the low noise amplifier 20. Specifically, the matching circuit 41 is connected to the low noise amplifier 20 via the switch 53. The matching circuit 41 performs impedance matching between the receiving filter 61R and the low noise amplifier 20.
- the matching circuit 42 is connected between the reception filter 62R and the input terminal of the low noise amplifier 20. Specifically, the matching circuit 42 is connected to the low noise amplifier 20 via the switch 53. The matching circuit 42 performs impedance matching between the receiving filter 62R and the low noise amplifier 20.
- the matching circuits 31, 32, 41 and 42 are each formed by using at least one of an inductor, a capacitor and a resistor.
- the matching circuits 31, 32, 41 and 42 each include a chip-shaped inductor.
- a matching circuit may be provided between the switch 52 and the output terminal of the power amplifier 10.
- a matching circuit may be provided between the switch 53 and the input terminal of the low noise amplifier 20.
- a matching circuit may be provided between the switch 51 and the duplexer 61 or 62.
- the power amplifier 10, the switch 52, the matching circuit 31, and the transmission filter 61T constitute a first transmission circuit that outputs a transmission signal of the communication band A toward the antenna connection terminal 100. Further, the power amplifier 10, the switch 52, the matching circuit 32, and the transmission filter 62T form a second transmission circuit that outputs a transmission signal of the communication band B toward the antenna connection terminal 100.
- the low noise amplifier 20, the switch 53, the matching circuit 41, and the reception filter 61R constitute a first reception circuit that inputs the reception signal of the communication band A from the antenna 2 via the antenna connection terminal 100. Further, the low noise amplifier 20, the switch 53, the matching circuit 42, and the reception filter 62R constitute a second reception circuit that inputs the reception signal of the communication band B from the antenna 2 via the antenna connection terminal 100.
- the high frequency module 1 has (1) transmission / reception of high frequency signals of communication band A, (2) transmission / reception of high frequency signals of communication band B, and (3) transmission / reception of high frequency signals of communication band A. It is possible to execute at least one of simultaneous transmission, simultaneous reception, and simultaneous transmission / reception of the high frequency signal and the high frequency signal of the communication band B.
- the transmission circuit and the reception circuit may not be connected to the antenna connection terminal 100 via the switch 51, and the transmission circuit and the reception circuit may be connected to the antenna connection terminal 100 via different terminals. It may be connected to the antenna 2.
- the high frequency module 1 may include only a transmission circuit for transmitting a transmission signal, in which case the low noise amplifier 20, matching circuits 41 and 42, a switch 53, and reception filters 61R and 62R may not be provided. .. Further, the high frequency module 1 may include only a receiving circuit for transmitting a received signal, and in this case, the power amplifier 10, matching circuits 31 and 32, a switch 52, and transmission filters 61T and 62T may not be provided. Further, the high frequency module 1 may transmit a high frequency signal of only one communication band, and in this case, the switch 51, the matching circuits 32 and 42, and the duplexer 62 may not be provided.
- FIG. 2A and 2B are plan views showing the component arrangement of the high frequency module 1 according to the present embodiment, respectively.
- FIG. 2A shows the arrangement of parts and members arranged on the main surface 91a when the main surface 91a of the module board 91 is viewed from the positive side of the z-axis.
- FIG. 2B shows the arrangement of parts and members arranged on the main surface 91b when the main surface 91b of the module board 91 is viewed from the positive side of the z-axis. Since the main surface 91b faces the negative side of the z-axis, FIG. 2B shows the parts and members located on the main surface 91a side of the module board 91 and the flat surface seen through the module board 91. It is a figure.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the high frequency module 1 according to the present embodiment.
- FIG. 3 represents a cross section taken along line III-III of FIGS. 2A and 2B.
- the module substrate 91 is not shaded to represent the cross section in consideration of the legibility of the figure.
- the high frequency module 1 includes an engraved portion 80 (see FIG. 4), a module substrate 91, and resin members 92 and 93. , A metal shield layer 95, and an external connection terminal 150.
- the module board 91 has a main surface 91a and a main surface 91b on the opposite side of the main surface 91a.
- the module substrate 91 has a rectangular shape in a plan view, but the shape of the module substrate 91 is not limited to this.
- Examples of the module substrate 91 include a low-temperature co-fired ceramics (LTCC: Low Temperature Co-fired Ceramics) substrate having a laminated structure of a plurality of dielectric layers, a high-temperature co-fired ceramics (HTCC: High Temperature Co-fired Ceramics) substrate, and the like.
- LTCC Low Temperature Co-fired Ceramics
- HTCC High Temperature Co-fired Ceramics
- a board having a built-in component, a board having a redistribution layer (RDL: Redistribution Layer), a printed circuit board, or the like can be used, but is not limited thereto.
- RDL Redistribution Layer
- the main surface 91a may be referred to as an upper surface or a surface.
- One or more circuit components are arranged on the main surface 91a.
- Each of the one or more circuit components is a surface mount component (SMD: Surface Mount Device).
- the circuit component is an integrated circuit (IC: Integrated Circuit), an integrated passive device (IPD: Integrated Passive Device), or an individual passive component such as a chip inductor or a chip capacitor.
- the plurality of circuit components arranged on the main surface 91a are the power amplifier 10, the matching circuits 31, 32, 41 and 42, the switch 51, and the transmission filter, respectively. 61T and 62T, and a reception filter 61R.
- the matching circuits 31, 32, 41 and 42 are, for example, chip inductors.
- the plurality of circuit components arranged on the main surface 91a include one or more first circuit components whose top surface is not covered with the resin member 92, and one or more second circuit components whose top surface is covered with the resin member 92. And, including. Specifically, one or more first circuit components are a power amplifier 10, transmission filters 61T and 62T. One or more second circuit components are matching circuits 31, 32, 41 and 42, a switch 51 and a receive filter 61R.
- the top surface corresponds to the main surface on the side opposite to the main surface on the module board 91 side among the plurality of main surfaces of the circuit parts.
- the top surface of the circuit component arranged on the main surface 91a corresponds to the upper surface of the circuit component (main surface on the positive side of the z-axis). The same applies to the top surface of the resin member 92.
- the main surface 91b may be referred to as the lower surface or the back surface.
- One or more circuit components are arranged on the main surface 91b.
- the plurality of circuit components arranged on the main surface 91b are the PA control circuit 11, the switch 52, the reception filter 62R, the low noise amplifier 20, and the switch 53, respectively.
- the semiconductor integrated circuit 70 including the above.
- a plurality of external connection terminals 150 are arranged on the main surface 91b.
- the semiconductor integrated circuit 70 is an electronic component having an electronic circuit formed on the surface and inside of a semiconductor chip (also called a die).
- the semiconductor integrated circuit 70 includes a low noise amplifier 20 and a switch 53.
- the semiconductor integrated circuit 70 is composed of, for example, CMOS, and may be specifically configured by an SOI process. This makes it possible to manufacture the semiconductor integrated circuit 70 at low cost.
- the semiconductor integrated circuit 70 may be composed of at least one of GaAs, SiGe, and GaN. This makes it possible to realize a high-quality semiconductor integrated circuit 70.
- the plurality of external connection terminals 150 include the antenna connection terminal 100, the control input terminal 111, the high frequency input terminal 110, and the high frequency output terminal 120 shown in FIG. Further, the plurality of external connection terminals 150 include a ground terminal. Each of the plurality of external connection terminals 150 is connected to an input / output terminal and / or a ground terminal on the mother board arranged on the negative side of the z-axis of the high frequency module 1.
- the plurality of external connection terminals 150 are post electrodes that penetrate the resin member 93 that covers the main surface 91b.
- the resin member 92 is arranged on the main surface 91a of the module substrate 91 and covers the main surface 91a and the side surfaces of one or more circuit components arranged on the main surface 91a.
- the resin member 92 further covers the top surface of one or more circuit components among the plurality of circuit components arranged on the main surface 91a.
- the resin member 92 covers the top surfaces of the matching circuits 31, 32, 41 and 42, the switch 51, and the receiving filter 61R.
- the top surfaces of the power amplifier 10 and the transmission filters 61T and 62T are exposed without being covered by the resin member 92.
- “covering a surface” means covering at least a part of the surface, and means not only the case of covering the entire surface but also the case of covering only a part of the surface.
- the resin member 93 is arranged on the main surface 91b of the module board 91 and covers the main surface 91b and the side surfaces of one or more circuit components arranged on the main surface 91b. Specifically, the resin member 92 covers the side surface and the top surface (lower surface) of each circuit component arranged on the main surface 91b. It should be noted that at least one of the plurality of circuit components arranged on the main surface 91b may not be covered with the resin member 93.
- the metal shield layer 95 is an example of a metal layer, and is in contact with the top surface 92a of the resin member 92 and the top surface of one or more first circuit components arranged on the main surface 91a.
- the metal shield layer 95 includes a top surface 10a of the power amplifier 10, a top surface 61Ta of the transmission filter 61T, and a top surface 62Ta of the transmission filter 62T (see FIG. 4). Is in contact with.
- the metal shield layer 95 includes the top surface 92a of the resin member 92, the top surface 10a of the power amplifier 10, the top surface 61Ta of the transmission filter 61T, and the top surface 62Ta of the transmission filter 62T, and the resin member. 92, the module substrate 91, and each side surface of the resin member 93 are in contact with each other and covered.
- the metal shield layer 95 is, for example, a metal thin film formed by a sputtering method.
- the metal shield layer 95 is electrically connected to the main surface 91a, the inside, or the ground electrode pattern provided on the main surface 91b of the module substrate 91 on the side surface of the module substrate 91.
- the metal shield layer 95 is set to the ground potential and suppresses external noise from entering the circuit components included in the high frequency module 1.
- the circuit component and the entire main surface 91a are molded using a liquid resin.
- the top surface of the circuit component (specifically, the power amplifier 10 and the transmission filters 61T and 62T) that exposes the top surface may also be covered with the liquid resin.
- the cured resin is polished.
- a part of the power amplifier 10 and the transmission filters 61T and 62T may also be polished at the same time.
- the top surface 10a of the power amplifier 10, the top surface 61Ta of the transmission filter 61T, the top surface 62Ta of the transmission filter 62T, and the top surface 92a of the resin member 92 can be flush with each other.
- the top surface 10a of the power amplifier 10 After that, after forming the engraved portion 80 on the top surface 92a of the resin member 92, the top surface 10a of the power amplifier 10, the top surface 61Ta of the transmission filter 61T, the top surface 62Ta of the transmission filter 62T, and the top surface of the resin member 92.
- a metal film is formed by sputtering so as to cover the surface 92a and the side surface.
- the metal shield layer 95 is formed.
- the engraved portion 80 is formed, for example, by laser processing, but may be formed after the metal shield layer 95 is formed.
- FIG. 4 is a plan view showing the engraved portion 80 of the high frequency module 1 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 4 shows the top surface 92a of the resin member 92 through the top surface portion of the metal shield layer 95. The top surface 10a of the power amplifier 10, the top surface 61Ta of the transmission filter 61T, and the top surface 62Ta of the transmission filter 62T are not covered with the resin member 92. Further, in FIG. 4, among the circuit parts shown in FIG. 2A, the parts whose top surface is covered with the resin member 92 are represented by broken lines.
- the engraved portion 80 shows predetermined information regarding the high frequency module 1.
- the predetermined information is the model number of the high frequency module 1, the lot number at the time of manufacture, and / or the manufacturer name and the like.
- the engraved portion 80 includes characters, figures or symbols. The characters are alphabets or numbers, but may be hiragana, katakana, kanji, or the like. In the example shown in FIG. 4, the engraved portion 80 includes the four characters "1234".
- the engraved portion 80 may include a two-dimensional code.
- the two-dimensional code is, for example, a QR code (registered trademark).
- the two-dimensional code represents, for example, a URL (Uniform Resource Locator) indicating a Web page that presents information about the high frequency module 1.
- the engraved portion 80 is provided on the top surface 92a of the resin member 92 that covers the main surface 91a.
- the engraved portion 80 does not overlap with the first circuit component whose top surface is not covered with the resin member 92 in a plan view. Specifically, the engraved portion 80 does not overlap with any of the power amplifier 10 and the transmission filters 61T and 62T.
- the engraved portion 80 does not overlap with any of the circuit components arranged on the main surface 91a in a plan view.
- the circuit component is an SMD component and does not mean a mere conductive member such as a wiring and an electrode. That is, the engraved portion 80 may overlap the wiring and the electrode in a plan view.
- the engraved portion 80 is formed by a groove and / or a recess provided on the top surface 92a of the resin member 92.
- the engraved portion 80 is a plurality of grooves formed along a line of characters.
- the engraved portion 80 is formed, for example, by irradiating the top surface 92a of the resin member 92 with a laser beam and scraping a part of the surface layer portion of the resin member 92.
- the engraved portion 80 may be a character (convex portion) raised by scraping a portion other than the character line.
- the metal shield layer 95 is provided so as to cover the engraved portion 80.
- the depth of the groove and / or the recess forming the engraved portion 80 is longer than the thickness of the metal shield layer 95.
- the depth of the groove and / or the recess of the engraved portion 80 is, for example, 20 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
- the thickness of the metal shield layer 95 is, for example, about 10 ⁇ m.
- the metal shield layer 95 is formed with a uniform film thickness so as to follow the uneven shape of the engraved portion 80. Therefore, the surface (upper surface) of the metal shield layer 95 is formed with irregularities equivalent to those of the engraved portion 80. As a result, the engraved portion 80 can be visually recognized from the outside even if it is covered with the metal shield layer 95.
- the visibility of the engraved portion 80 deteriorates. This is mainly due to the difference in material between the circuit component and the resin member 92.
- the depth of the groove and / or the recess formed by the laser differs between the circuit component and the resin member 92.
- the groove and / or the recess formed in the circuit component is shallower than the groove and / or the recess formed in the resin member 92. For this reason, the visibility of the grooves and / or recesses formed in the circuit components deteriorates, and it may not be possible to grasp the correct characters.
- the engraved portion 80 is provided on the top surface 92a of the resin member 92 so as not to overlap with any of the circuit components arranged on the main surface 91a. There is. That is, since the entire engraved portion 80 is provided on the resin member 92, variation in the depth of the groove and / or the recess can be suppressed, and the visibility of the engraved portion 80 can be improved. Further, since the circuit component is not irradiated with the laser, deterioration of the electrical characteristics of the circuit component is suppressed.
- the top surface 10a of the power amplifier 10 not covered with the resin member 92, the top surface 61Ta of the transmission filter 61T, and the top surface 62Ta of the transmission filter 62T are in contact with the metal shield layer 95, respectively.
- the heat generated by the power amplifier 10, the transmission filters 61T and 62T is easily dissipated through the metal shield layer 95.
- the metal shield layer 95 includes irregularities along the engraved portion 80, the surface area of the metal shield layer 95 increases in the vicinity of the engraved portion 80. That is, in the vicinity of the engraved portion 80, the contact area between the metal shield layer 95 and the air increases, so that the heat dissipation is improved.
- the engraved portion 80 is provided closer to the first circuit component not covered by the resin member 92 than to the second circuit component covered by the resin member 92. That is, in a plan view, the distance between the engraved portion 80 and the first circuit component is shorter than the distance between the engraved portion 80 and the second circuit component.
- the “distance between A and B" means the "shortest distance between A and B", that is, the distance between the part of A closest to B and the part of B closest to A.
- the circuit part closest to the engraved portion 80 in the plan view is the first circuit part not covered by the resin member 92.
- the engraved portion 80 is provided closest to the transmission filter 61T, and the power amplifier 10 and the transmission filter 62T are provided close to each other in this order.
- the switch 51 is provided closest to the engraved portion 80. The distance between the marking unit 80 and the switch 51 is longer than the distance between the marking unit 80 and each of the transmission filter 61T, the power amplifier 10, and the transmission filter 62T.
- the heat generated by the power amplifier 10 the transmission filters 61T and 62T is transmitted to the metal shield layer 95, and is quickly dissipated by the unevenness caused by the engraved portion 80. Therefore, the heat dissipation of the high frequency module 1 can be improved.
- the high frequency module 1 includes the module board 91 having the main surface 91a, the first circuit component arranged on the main surface 91a, and the first circuit component arranged on the main surface 91a.
- the resin member 92 that covers the side surface of the resin member 92, the metal shield layer 95 that contacts the top surface 92a of the resin member 92 and the top surface of the first circuit component, and the engraved portion 80 provided on the top surface 92a of the resin member 92. Be prepared. In the plan view of the main surface 91a, the engraved portion 80 does not overlap with the first circuit component.
- the metal shield layer 95 and the first circuit component come into contact with each other, so that the heat generated in the first circuit component is easily transferred to the metal shield layer 95. Therefore, the high frequency module 1 having excellent heat dissipation is realized.
- the entire engraved portion 80 is provided on the top surface 92a of the resin member 92, and a part of the engraved portion 80 is not formed on a member different from the resin member 92. Therefore, for example, by keeping the output constant with a laser or the like, a groove and / or a recess having a uniform depth can be formed as the engraved portion 80. This makes it possible to improve the visibility of the engraved portion 80.
- the circuit component is not irradiated with the laser. Therefore, it is possible to prevent damage to the circuit components and suppress deterioration of the electrical characteristics of the circuit components.
- the Q value of the chip inductor located directly below deteriorates. It will be easier.
- the engraved portion 80 does not overlap with any of the circuit components arranged on the main surface 91a.
- one or more circuit components further include a second circuit component that does not come into contact with the metal shield layer 95.
- the top surface of the second circuit component is covered with the resin member 92.
- the distance between the engraved portion 80 and the first circuit component is shorter than the distance between the engraved portion 80 and the second circuit component.
- the first circuit component is the circuit component closest to the engraved portion 80 in a plan view among all the circuit components arranged on the main surface 91a.
- the first circuit component includes a filter having a pass band in the high frequency band. Further, for example, the first circuit component includes a power amplifier 10 that amplifies a transmission signal.
- the top surface of the first circuit component is flush with the top surface 92a of the resin member 92.
- the metal shield layer 95 can smoothly cover the top surface 92a of the resin member 92 and the top surface of the circuit component without a step.
- the unevenness is reduced, and the metal shield layer 95 having a high shielding effect can be formed with a uniform film thickness.
- the engraved portion 80 includes a character, a figure, a symbol, or a two-dimensional code.
- the communication device 5 includes an RFIC 3 for processing a high frequency signal transmitted / received by the antenna 2 and a high frequency module 1 for transmitting a high frequency signal between the antenna 2 and the RFIC 3.
- the engraved portion 80 does not overlap with any of the circuit components arranged on the main surface 91a in a plan view, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 5, a part of the engraved portion 80 may overlap with the circuit component arranged on the main surface 91a in a plan view.
- FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of the engraved portion 80 of the high frequency module 1A according to this modification.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of the high frequency module 1A according to this modification.
- FIG. 6 shows a cross section on the VI-VI line of FIG.
- the engraved portion 80 includes a first portion 81 and a second portion 82.
- the entire engraved portion 80 is provided on the top surface 92a of the resin member 92.
- the first portion 81 is a portion that does not overlap with any of the circuit components arranged on the main surface 91a in a plan view.
- the second portion 82 is a portion which is arranged on the main surface 91a in a plan view and whose top surface overlaps with the second circuit component covered with the resin member.
- the second portion 82 overlaps the receive filter 61R, but may overlap at least one of the matching circuits 31, 32, 41 and 42 and the switch 51.
- the engraved portion 80 may be overlapped so as to straddle a plurality of second circuit components.
- the first part 81 contains two characters of "12".
- the second part 82 contains the two characters "34".
- the number of characters included in the first part 81 and the second part 82 may not be the same or may be different.
- Each of the first portion 81 and the second portion 82 contains one or more characters.
- at least one of the first part 81 and the second part 82 may contain a figure, a symbol or a two-dimensional code instead of the character or instead of the character.
- a part of the engraved portion 80 overlaps with the second circuit component in a plan view.
- the engraved portion 80 can be provided by utilizing the area.
- the second circuit component includes a filter having a pass band in the high frequency band.
- the surface area of the portion of the metal shield layer 95 located directly above the receiving filter 61R is increased, so that the heat dissipation of the portion is increased. Therefore, the heat generated by the reception filter 61R can be efficiently dissipated.
- the engraved portion 80 is arranged closer to the end of the main surface 91a than the center of the main surface 91a in a plan view. Specifically, the shortest distance between the engraved portion 80 and the end of the main surface 91a is shorter than the shortest distance between the power amplifier 10 and the center of the main surface 91a. The end of the main surface 91a is a point on the contour of the main surface 91a in a plan view.
- the engraved portion 80 is arranged, for example, closer to one of the four corners (vertices) of the main surface 91a than the center of the main surface 91a.
- the marking portion 80 By arranging the marking portion 80 at a biased position of the high frequency module 1A in this way, the marking portion 80 can be used for determining the orientation (for example, rotation) of the high frequency module 1A. Further, by arranging the engraved portion 80 at the end, a circuit component connected to the metal shield layer 95 such as the power amplifier 10 or the transmission filter 61T or 62T can be arranged near the center of the main surface 91a. This makes it possible to improve the heat dissipation of these circuit components.
- the top surface of at least one of the power amplifier 10, the transmission filters 61T and 62T may be covered with the resin member 92.
- the engraved portion 80 may be provided so as to overlap the power amplifier 10, the transmission filters 61T and 62T in a plan view.
- the thickness of the metal shield layer 95 may be thicker than the depth of the engraved portion 80. Further, for example, the metal shield layer 95 may not cover at least a part of the engraved portion 80.
- At least one of the power amplifier 10, the transmission filters 61T and 62T may be covered with the resin member 92. That is, the type of circuit component in contact with the metal shield layer 95 is not particularly limited.
- the distribution of the arrangement of the plurality of circuit components included in the high-frequency module on the main surfaces 91a and 91b of the module board 91 is not particularly limited.
- the PA control circuit 11 may be arranged on the main surface 91a, and the transmission filter 61T or 62T may be arranged on the main surface 91b.
- all the circuit parts may be arranged on the main surface 91a, and the circuit parts may not be arranged on the main surface 91b.
- the high frequency module does not have to include the resin member 93 that covers the main surface 91b.
- the external connection terminal 150 may be a bump electrode or a flat electrode.
- the top surface of the circuit component not covered by the resin member 92 and the top surface 92a of the resin member 92 do not have to be flush with each other.
- a step may be provided between the top surface 10a of the power amplifier 10 and the top surface 92a of the resin member 92.
- the present invention can be widely used for communication devices such as mobile phones as a high frequency module arranged in a multi-band compatible front end portion.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transceivers (AREA)
Abstract
高周波モジュール(1)は、主面(91a)を有するモジュール基板(91)と、主面(91a)に配置された第1回路部品と、主面(91a)に配置され、第1回路部品の側面を覆う樹脂部材(92)と、樹脂部材(92)の天面(92a)及び第1回路部品の天面に接触する金属シールド層(95)と、樹脂部材(92)の天面(92a)に設けられた刻印部(80)と、を備える。主面(91a)の平面視において、刻印部(80)は、第1回路部品に重なっていない。
Description
本発明は、高周波モジュール及び通信装置に関する。
特許文献1には、モジュール基板と、モジュール基板の実装面に実装された電子部品と、電子部品の側面を覆う樹脂層と、を備えるモジュールが開示されている。電子部品の上面は、金属膜に接触しており、電子部品で発生した熱が金属膜を介して放熱される。
高周波モジュールでは、放熱性の向上が要求されるだけでなく、高周波モジュールの識別を容易に行うことも求められる。高周波モジュールの表面には、型番などの情報を示す刻印が設けられる。高周波モジュールの小型化が進むにつれて、刻印自体も小さくなり、刻印の視認性を高く保つことが求められる。
そこで、本発明は、放熱性に優れ、かつ、刻印の視認性が高い高周波モジュール及び通信装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る高周波モジュールは、主面を有するモジュール基板と、主面に配置された第1回路部品と、主面に配置され、第1回路部品の側面を覆う樹脂部材と、樹脂部材の天面及び第1回路部品の天面に接触する金属層と、樹脂部材の天面に設けられた刻印部と、を備える。主面の平面視において、刻印部は、第1回路部品に重なっていない。
本発明の一態様に係る通信装置は、アンテナで送受信される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、アンテナとRF信号処理回路との間で高周波信号を伝送する、上記一態様に係る高周波モジュールと、を備える。
本発明によれば、放熱性に優れ、かつ、刻印の視認性が高い高周波モジュールなどを提供することができる。
以下では、本発明の実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
また、本明細書において、平行又は直交などの要素間の関係性を示す用語、及び、矩形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)及び下方向(鉛直下方)を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。このため、例えば、部品又は部材の「上面」は、実際の使用態様において、鉛直上方側の面だけでなく、鉛直下方側の面、又は、水平方向に対して直交する面などの様々な面になりうる。
また、本明細書及び図面において、x軸、y軸及びz軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。x軸及びy軸はそれぞれ、モジュール基板の平面視形状が矩形である場合に、当該矩形の第1辺、及び、当該第1辺に直交する第2辺に平行な方向である。z軸は、モジュール基板の厚み方向である。なお、本明細書において、モジュール基板の「厚み方向」とは、モジュール基板の主面に垂直な方向のことをいう。
また、本明細書において、「接続される」とは、接続端子及び/又は配線導体で直接接続される場合だけでなく、他の回路素子を介して電気的に接続される場合も含む。また、「AとBとの間に接続される」とは、AとBとの間でA及びBの両方に接続されることを意味する。
また、本発明の部品配置において、「モジュール基板の平面視」とは、z軸正側からxy平面に物体を正投影して見ることを意味する。また、「部品が基板に配置される」とは、部品が基板と接触した状態で基板上に配置されることに加えて、基板と接触せずに基板の上方に配置されること(例えば、部品が、基板上に配置された他の部品上に積層されること)、及び、部品の一部又は全部が基板内に埋め込まれて配置されることを含む。また、「部品が基板の主面に配置される」とは、部品が基板の主面と接触した状態で主面上に配置されることに加えて、部品が主面と接触せずに主面の上方に配置されること、及び、部品の一部が主面側から基板内に埋め込まれて配置されることを含む。
また、本明細書において、「第1」、「第2」などの序数詞は、特に断りの無い限り、構成要素の数又は順序を意味するものではなく、同種の構成要素の混同を避け、区別する目的で用いられている。
(実施の形態)
[1.高周波モジュール及び通信装置の回路構成]
まず、実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置の回路構成について、図1を用いて説明する。図1は、実施の形態に係る高周波モジュール1及び通信装置5の回路図である。
[1.高周波モジュール及び通信装置の回路構成]
まず、実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置の回路構成について、図1を用いて説明する。図1は、実施の形態に係る高周波モジュール1及び通信装置5の回路図である。
[1-1.通信装置の回路構成]
通信装置5は、通信システムで用いられる装置であり、例えばスマートフォン及びタブレットコンピュータなどの携帯端末である。図1に示されるように、通信装置5は、高周波モジュール1と、アンテナ2と、RF信号処理回路(RFIC)3と、ベースバンド信号処理回路(BBIC)4と、を備える。
通信装置5は、通信システムで用いられる装置であり、例えばスマートフォン及びタブレットコンピュータなどの携帯端末である。図1に示されるように、通信装置5は、高周波モジュール1と、アンテナ2と、RF信号処理回路(RFIC)3と、ベースバンド信号処理回路(BBIC)4と、を備える。
高周波モジュール1は、アンテナ2とRFIC3との間で高周波信号を伝送する。高周波モジュール1の内部構成については後で説明する。
アンテナ2は、高周波モジュール1のアンテナ接続端子100に接続され、高周波モジュール1から出力された高周波信号(送信信号)を送信し、また、外部から高周波信号(受信信号)を受信して高周波モジュール1へ出力する。
RFIC3は、アンテナ2で送受信される高周波信号を処理する信号処理回路の一例である。具体的には、RFIC3は、高周波モジュール1の受信経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をBBIC4へ出力する。また、RFIC3は、BBIC4から入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号を、高周波モジュール1の送信経路に出力する。また、RFIC3は、高周波モジュール1が有するスイッチ及び増幅器などを制御する制御部を有する。なお、RFIC3の制御部としての機能の一部又は全部は、RFIC3の外部に実装されてもよく、例えば、BBIC4又は高周波モジュール1に実装されてもよい。
BBIC4は、高周波モジュール1が伝送する高周波信号よりも低周波の中間周波数帯域を用いて信号処理するベースバンド信号処理回路である。BBIC4で処理された信号は、例えば、画像表示のための画像信号、及び/又は、スピーカを介した通話のために音声信号が使用される。
なお、本実施の形態に係る通信装置5において、アンテナ2及びBBIC4は、必須の構成要素ではない。
[1-2.高周波モジュールの回路構成]
次に、高周波モジュール1の回路構成について説明する。図1に示されるように、高周波モジュール1は、電力増幅器10と、PA制御回路11と、低雑音増幅器20と、整合回路31、32、41及び42と、スイッチ51~53と、デュプレクサ61及び62と、を備える。また、高周波モジュール1は、アンテナ接続端子100と、制御入力端子111と、高周波入力端子110と、高周波出力端子120と、を備える。
次に、高周波モジュール1の回路構成について説明する。図1に示されるように、高周波モジュール1は、電力増幅器10と、PA制御回路11と、低雑音増幅器20と、整合回路31、32、41及び42と、スイッチ51~53と、デュプレクサ61及び62と、を備える。また、高周波モジュール1は、アンテナ接続端子100と、制御入力端子111と、高周波入力端子110と、高周波出力端子120と、を備える。
アンテナ接続端子100は、アンテナ2に接続される。
制御入力端子111は、電力増幅器10の利得、並びに、電力増幅器10に供給される電源電圧及びバイアス電圧を制御するためのデジタル信号を受けるための端子である。例えば、制御入力端子111は、MIPI(Mobile Industry Processor Interface)端子であり、RFIC3からデジタル信号を受ける。
高周波入力端子110は、高周波モジュール1の外部から高周波送信信号を受けるための端子である。本実施の形態では、高周波入力端子110は、RFIC3から、通信バンドA及びBの送信信号を受けるための端子である。
高周波出力端子120は、高周波モジュール1の外部に高周波受信信号を提供するための端子である。本実施の形態では、高周波出力端子120は、RFIC3に通信バンドA及びBの受信信号を提供するための端子である。
なお、通信バンドとは、通信システムのために標準化団体など(例えば3GPP(3rd Generation Partnership Project)及びIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)など)によって予め定義された周波数バンドを意味する。ここでは、通信システムとは、無線アクセス技術(RAT:Radio Access Technology)を用いて構築される通信システムを意味する。通信システムとしては、例えば5GNR(5th Generation New Radio)システム、LTE(Long Term Evolution)システム及びWLAN(Wireless Local Area Network)システムなどを用いることができるが、これに限定されない。
通信バンドA及びBは、互いに異なる通信バンドである。本実施の形態では、通信バンドA及びBとしてそれぞれ、周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex)用の通信バンドが用いられている。なお、通信バンドA及びBの少なくとも一方として、時分割複信(TDD:Time Division Duplex)用の通信バンドが用いられてもよい。
電力増幅器10は、通信バンドA及びBの送信信号を増幅することができる。ここでは、電力増幅器10の入力端子は、高周波入力端子110に接続され、電力増幅器10の出力端子は、スイッチ52に接続される。
電力増幅器10の構成は特に限定されない。例えば、電力増幅器10は、単段構成であってもよく、多段構成であってもよい。例えば、電力増幅器10は、カスケード接続された複数の増幅素子を有してもよい。また、電力増幅器10は、高周波信号を平衡信号に変換して増幅してもよい。このような電力増幅器10は、差動増幅器と呼ばれる場合がある。なお、平衡信号とは、互いに逆の位相を有する信号の組を意味する。平衡信号は、差動信号と呼ばれる場合もある。
PA制御回路11は、電力増幅器10を制御する制御回路の一例である。PA制御回路11は、制御入力端子111を介して入力されたデジタル信号に基づいて、電力増幅器10の利得を制御する。
PA制御回路11は、例えば、1つの半導体集積回路である。半導体集積回路は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)で構成され、具体的には、SOI(Silicon on Insulator)プロセスにより構成されている。これにより、半導体集積回路を安価に製造することが可能になる。なお、半導体集積回路は、GaAs、SiGe及びGaNのうち少なくとも1つで構成されてもよい。
低雑音増幅器20は、アンテナ接続端子100で受けた通信バンドA及びBの受信信号を増幅することができる。ここでは、低雑音増幅器20の入力端子は、スイッチ53に接続され、低雑音増幅器20の出力端子は、高周波出力端子120に接続されている。
低雑音増幅器20の構成は特に限定されない。例えば、低雑音増幅器20は、単段構成であってもよく、多段構成であってもよい。
なお、電力増幅器10及び低雑音増幅器20は、例えば、Si系のCMOS、又は、GaAsを材料とした、電界効果トランジスタ(FET)若しくはヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)などで構成されている。
デュプレクサ61は、通信バンドAを含む通過帯域を有するフィルタの一例である。デュプレクサ61は、通信バンドAの高周波信号を通過させる。デュプレクサ61は、通信バンドAの送信信号と受信信号とをFDD方式で伝送する。デュプレクサ61は、送信フィルタ61T及び受信フィルタ61Rを含む。
送信フィルタ61Tは、通信バンドAのアップリンク動作バンド(uplink operating band)を含む通過帯域を有する。送信フィルタ61Tの一端は、スイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続される。送信フィルタ61Tの他端は、整合回路31及びスイッチ52を介して電力増幅器10の出力端子に接続される。
アップリンク動作バンドとは、アップリンク用に指定された、通信バンドの一部を意味する。高周波モジュール1では、アップリンク動作バンドは送信帯域を意味する。
受信フィルタ61Rは、通信バンドAのダウンリンク動作バンド(downlink operating band)を含む通過帯域を有する。受信フィルタ61Rの一端は、スイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続される。受信フィルタ61Rの他端は、整合回路41及びスイッチ53を介して低雑音増幅器20の入力端子に接続される。
ダウンリンク動作バンドとは、ダウンリンク用に指定された、通信バンドの一部を意味する。高周波モジュール1では、ダウンリンク動作バンドは受信帯域を意味する。
デュプレクサ62は、通信バンドBを含む通過帯域を有するフィルタの一例である。デュプレクサ62は、通信バンドBの高周波信号を通過させる。デュプレクサ62は、通信バンドBの送信信号と受信信号とをFDD方式で伝送する。デュプレクサ62は、送信フィルタ62T及び受信フィルタ62Rを含む。
送信フィルタ62Tは、通信バンドBのアップリンク動作バンドを含む通過帯域を有する。送信フィルタ62Tの一端は、スイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続される。送信フィルタ62Tの他端は、整合回路32及びスイッチ52を介して電力増幅器10の出力端子に接続される。
受信フィルタ62Rは、通信バンドBのダウンリンク動作バンドを含む通過帯域を有する。受信フィルタ62Rの一端は、スイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続される。受信フィルタ62Rの他端は、整合回路42及びスイッチ53を介して低雑音増幅器20の入力端子に接続される。
送信フィルタ61T及び62T、並びに、受信フィルタ61R及び62Rは、例えば、SAW(Surface Acoustic Wave)を用いた弾性波フィルタ、BAW(Bulk Acoustic Wave)を用いた弾性波フィルタ、LC共振フィルタ及び誘電体フィルタのいずれかであるが、これらに限定されない。
スイッチ51は、アンテナ接続端子100とデュプレクサ61及び62の各々との間に接続されている。スイッチ51は、アンテナスイッチとも称される。スイッチ51は、例えばRFIC3からの制御信号に基づいて、(a)アンテナ接続端子100と送信フィルタ61T及び受信フィルタ61Rとの接続、並びに、(b)アンテナ接続端子100と送信フィルタ62T及び受信フィルタ62Rとの接続、を切り替える。スイッチ51は、例えば、SPDT(Single Pole Double Throw)型のスイッチ回路である。なお、スイッチ51は、上記(a)及び(b)の接続を同時に実行可能なマルチ接続型のスイッチ回路であってもよい。
スイッチ52は、デュプレクサ61及び62の各々と電力増幅器10との間に接続されている。スイッチ52は、例えばRFIC3からの制御信号に基づいて、電力増幅器10及び送信フィルタ61Tの接続と、電力増幅器10及び送信フィルタ62Tの接続と、を切り替える。スイッチ52は、例えば、SPDT型のスイッチ回路である。
スイッチ53は、デュプレクサ61及び62の各々と低雑音増幅器20との間に接続されている。スイッチ53は、例えばRFIC3からの制御信号に基づいて、低雑音増幅器20及び受信フィルタ61Rの接続と、低雑音増幅器20及び受信フィルタ62Rの接続と、を切り替える。スイッチ53は、例えば、SPDT型のスイッチ回路である。
整合回路31は、送信フィルタ61Tと電力増幅器10の出力端子との間に接続されている。具体的には、整合回路31は、スイッチ52を介して電力増幅器10に接続されている。整合回路31は、送信フィルタ61Tと電力増幅器10とのインピーダンス整合をとる。
整合回路32は、送信フィルタ62Tと電力増幅器10の出力端子との間に接続されている。具体的には、整合回路32は、スイッチ52を介して電力増幅器10に接続されている。整合回路32は、送信フィルタ62Tと電力増幅器10とのインピーダンス整合をとる。
整合回路41は、受信フィルタ61Rと低雑音増幅器20の入力端子との間に接続されている。具体的には、整合回路41は、スイッチ53を介して低雑音増幅器20に接続されている。整合回路41は、受信フィルタ61Rと低雑音増幅器20とのインピーダンス整合をとる。
整合回路42は、受信フィルタ62Rと低雑音増幅器20の入力端子との間に接続されている。具体的には、整合回路42は、スイッチ53を介して低雑音増幅器20に接続されている。整合回路42は、受信フィルタ62Rと低雑音増幅器20とのインピーダンス整合をとる。
また、整合回路31、32、41及び42はそれぞれ、インダクタ、キャパシタ及び抵抗の少なくとも1つを用いて形成されている。例えば、整合回路31、32、41及び42はそれぞれ、チップ状のインダクタを含んでいる。
なお、整合回路31及び32の代わりに、又は、整合回路31及び32に加えて、スイッチ52と電力増幅器10の出力端子との間に整合回路が設けられていてもよい。また、整合回路41及び42の代わりに、又は、整合回路41及び42に加えて、スイッチ53と低雑音増幅器20の入力端子との間に整合回路が設けられていてもよい。また、スイッチ51とデュプレクサ61又は62との間に整合回路が設けられていてもよい。
上記回路構成を有する高周波モジュール1において、電力増幅器10、スイッチ52、整合回路31及び送信フィルタ61Tは、アンテナ接続端子100に向けて通信バンドAの送信信号を出力する第1送信回路を構成する。また、電力増幅器10、スイッチ52、整合回路32及び送信フィルタ62Tは、アンテナ接続端子100に向けて通信バンドBの送信信号を出力する第2送信回路を構成する。
また、低雑音増幅器20、スイッチ53、整合回路41及び受信フィルタ61Rは、アンテナ2からアンテナ接続端子100を介して通信バンドAの受信信号を入力する第1受信回路を構成する。また、低雑音増幅器20、スイッチ53、整合回路42及び受信フィルタ62Rは、アンテナ2からアンテナ接続端子100を介して通信バンドBの受信信号を入力する第2受信回路を構成する。
上記回路構成によれば、本実施の形態に係る高周波モジュール1は、(1)通信バンドAの高周波信号の送受信、(2)通信バンドBの高周波信号の送受信、及び(3)通信バンドAの高周波信号と通信バンドBの高周波信号との同時送信、同時受信、又は同時送受信、の少なくともいずれかを実行することが可能である。
なお、本実施の形態に係る高周波モジュール1では、送信回路及び受信回路がスイッチ51を介してアンテナ接続端子100に接続されていなくてもよく、上記送信回路及び上記受信回路が、異なる端子を介してアンテナ2に接続されていてもよい。
また、図1に示される回路素子のいくつかは、高周波モジュール1に含まれなくてもよい。例えば、高周波モジュール1は、送信信号を伝送する送信回路のみを含んでもよく、この場合、低雑音増幅器20、整合回路41及び42、スイッチ53、並びに、受信フィルタ61R及び62Rを備えなくてもよい。また、高周波モジュール1は、受信信号を伝送する受信回路のみを含んでもよく、この場合、電力増幅器10、整合回路31及び32、スイッチ52、並びに、送信フィルタ61T及び62Tを備えなくてもよい。また、高周波モジュール1は、1つのみの通信バンドの高周波信号を伝送してもよく、この場合、スイッチ51、整合回路32及び42、並びに、デュプレクサ62を備えなくてもよい。
[2.高周波モジュールの部品配置]
次に、高周波モジュール1の部品配置の例について、図2A、図2B及び図3を用いて説明する。
次に、高周波モジュール1の部品配置の例について、図2A、図2B及び図3を用いて説明する。
図2A及び図2Bはそれぞれ、本実施の形態に係る高周波モジュール1の部品配置を表す平面図である。図2Aは、モジュール基板91の主面91aをz軸の正側から見たときの主面91aに配置された部品及び部材の配置を表している。図2Bは、モジュール基板91の主面91bをz軸の正側から見たときの主面91bに配置された部品及び部材の配置を表している。なお、主面91bは、z軸の負側に面しているので、図2Bは、モジュール基板91の主面91a側に位置する部品及び部材、並びに、モジュール基板91を透視して見た平面図である。
図3は、本実施の形態に係る高周波モジュール1の断面図である。図3は、図2A及び図2BのIII-III線における断面を表している。なお、図3では、図の見やすさを考慮してモジュール基板91には断面を表す網掛けを付していない。
図2A、図2B及び図3に示されるように、高周波モジュール1は、図1に示す回路構成に加えて、刻印部80(図4を参照)と、モジュール基板91と、樹脂部材92及び93と、金属シールド層95と、外部接続端子150と、を備える。
モジュール基板91は、主面91aと、主面91aの反対側の主面91bと、を有する。モジュール基板91は、平面視において矩形状を有するが、モジュール基板91の形状はこれに限定されない。モジュール基板91としては、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有する低温同時焼成セラミックス(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramics)基板、高温同時焼成セラミックス(HTCC:High Temperature Co-fired Ceramics)基板、部品内蔵基板、再配線層(RDL:Redistribution Layer)を有する基板、又は、プリント基板などを用いることができるが、これらに限定されない。
主面91aは、上面又は表面と呼ばれる場合がある。主面91aには、1以上の回路部品が配置されている。1以上の回路部品はそれぞれ、表面実装部品(SMD:Surface Mount Device)である。具体的には、回路部品は、集積回路(IC:Integrated Circuit)、集積受動デバイス(IPD:Integrated Passive Device)、又は、チップインダクタ若しくはチップコンデンサなどの個別受動部品などである。本実施の形態では、図2Aに示されるように、主面91aに配置された複数の回路部品はそれぞれ、電力増幅器10と、整合回路31、32、41及び42と、スイッチ51と、送信フィルタ61T及び62Tと、受信フィルタ61Rと、である。なお、整合回路31、32、41及び42は、例えばチップインダクタである。
主面91aに配置された複数の回路部品は、天面が樹脂部材92に覆われていない1以上の第1回路部品と、天面が樹脂部材92に覆われた1以上の第2回路部品と、を含んでいる。1以上の第1回路部品は、具体的には、電力増幅器10、送信フィルタ61T及び62Tである。1以上の第2回路部品は、整合回路31、32、41及び42、スイッチ51並びに受信フィルタ61Rである。
なお、天面とは、回路部品が有する複数の主面のうち、モジュール基板91側の主面とは反対側の主面に相当する。例えば、主面91aに配置された回路部品の天面は、当該回路部品の上面(z軸の正側の主面)に相当する。樹脂部材92の天面についても同様である。
主面91bは、下面又は裏面と呼ばれる場合がある。主面91bには、1以上の回路部品が配置されている。本実施の形態では、図2Bに示されるように、主面91bに配置された複数の回路部品はそれぞれ、PA制御回路11と、スイッチ52と、受信フィルタ62Rと、低雑音増幅器20及びスイッチ53を含む半導体集積回路70と、である。さらに、主面91bには、複数の外部接続端子150が配置されている。
半導体集積回路70は、半導体チップ(ダイとも呼ばれる)の表面及び内部に形成された電子回路を有する電子部品である。図2Bに示される例では、半導体集積回路70は、低雑音増幅器20と、スイッチ53と、を含む。半導体集積回路70は、例えば、CMOSで構成され、具体的にはSOIプロセスにより構成されてもよい。これにより、半導体集積回路70を安価に製造することが可能になる。なお、半導体集積回路70は、GaAs、SiGe及びGaNのうちの少なくとも1つで構成されてもよい。これにより、高品質な半導体集積回路70を実現することができる。
複数の外部接続端子150は、図1に示されたアンテナ接続端子100、制御入力端子111、高周波入力端子110及び高周波出力端子120を含む。また、複数の外部接続端子150は、グランド端子を含む。複数の外部接続端子150の各々は、高周波モジュール1のz軸負側に配置されたマザー基板上の入出力端子及び/又はグランド端子などに接続される。複数の外部接続端子150は、主面91bを覆う樹脂部材93を貫通するポスト電極である。
樹脂部材92は、モジュール基板91の主面91a上に配置され、主面91aと、主面91aに配置された1以上の回路部品の側面と、を覆っている。本実施の形態では、樹脂部材92は、主面91aに配置された複数の回路部品のうち1以上の回路部品の天面をさらに覆っている。具体的には、樹脂部材92は、整合回路31、32、41及び42、スイッチ51並びに受信フィルタ61Rの各々の天面を覆っている。電力増幅器10並びに送信フィルタ61T及び62Tの天面は、樹脂部材92に覆われずに露出している。なお、「面を覆う」とは、面の少なくとも一部を覆うことを意味し、面の全てを覆う場合だけでなく、面の一部のみを覆う場合も意味する。
樹脂部材93は、モジュール基板91の主面91b上に配置され、主面91bと、主面91bに配置された1以上の回路部品の側面と、を覆っている。具体的には、樹脂部材92は、主面91bに配置された各回路部品の側面及び天面(下面)を覆っている。なお、主面91bに配置された複数の回路部品の少なくとも1つは、樹脂部材93に覆われていなくてもよい。
金属シールド層95は、金属層の一例であり、樹脂部材92の天面92aと、主面91aに配置された1以上の第1回路部品の天面と、に接触している。具体的には、図3に示されるように、金属シールド層95は、電力増幅器10の天面10a、送信フィルタ61Tの天面61Ta、及び、送信フィルタ62Tの天面62Ta(図4を参照)に接触している。本実施の形態では、金属シールド層95は、樹脂部材92の天面92aと、電力増幅器10の天面10a、送信フィルタ61Tの天面61Ta、及び、送信フィルタ62Tの天面62Taと、樹脂部材92、モジュール基板91及び樹脂部材93の各々の側面と、を接触して覆っている。
金属シールド層95は、例えば、スパッタ法により形成された金属薄膜である。例えば、金属シールド層95は、モジュール基板91の側面で、モジュール基板91の主面91a、内部又は主面91bに設けられたグランド電極パターンと電気的に接続されている。これにより、金属シールド層95は、グランド電位に設定され、外来ノイズが高周波モジュール1に含まれる回路部品に侵入することを抑制する。
高周波モジュール1は、例えば、モジュール基板91の主面91aに各回路部品を配置した後、液状樹脂を用いて、回路部品及び主面91aの全体をモールドする。このとき、天面を露出させる回路部品(具体的には、電力増幅器10並びに送信フィルタ61T及び62T)の天面も液状樹脂で覆ってよい。液状樹脂を硬化させた後、硬化した樹脂を研磨する。このとき、電力増幅器10並びに送信フィルタ61T及び62Tの一部も同時に研磨してもよい。これにより、電力増幅器10の天面10aと、送信フィルタ61Tの天面61Taと、送信フィルタ62Tの天面62Taと、樹脂部材92の天面92aと、を面一にすることができる。
その後、樹脂部材92の天面92aに刻印部80を形成した後、電力増幅器10の天面10aと、送信フィルタ61Tの天面61Taと、送信フィルタ62Tの天面62Taと、樹脂部材92の天面92a及び側面とを覆うように金属膜をスパッタリングで形成する。これにより、金属シールド層95が形成される。なお、刻印部80の形成は、例えばレーザ加工によって行わるが、金属シールド層95を形成した後に行われてもよい。
[3.刻印部]
次に、高周波モジュール1が備える刻印部80について、図4を用いて説明する。
次に、高周波モジュール1が備える刻印部80について、図4を用いて説明する。
図4は、本実施の形態に係る高周波モジュール1の刻印部80を示す平面図である。具体的には、図4は、金属シールド層95の天面部分を透視して樹脂部材92の天面92aを表している。電力増幅器10の天面10a、送信フィルタ61Tの天面61Ta及び送信フィルタ62Tの天面62Taは、樹脂部材92に覆われていない。また、図4では、図2Aに示される回路部品のうち、天面が樹脂部材92で覆われた部品を破線で表している。
刻印部80は、高周波モジュール1に関する所定の情報を示している。所定の情報は、高周波モジュール1の型番、製造時のロット番号、及び/又は、メーカー名などである。刻印部80は、文字、図形又は記号を含んでいる。文字は、アルファベット又は数字であるが、平仮名、片仮名又は漢字などであってもよい。図4に示される例では、刻印部80は、「1234」の4文字を含んでいる。
なお、刻印部80は、二次元コードを含んでもよい。二次元コードは、例えばQRコード(登録商標)である。二次元コードは、例えば、高周波モジュール1に関する情報を提示するWebページを示すURL(Uniform Resource Locator)などを表している。
刻印部80は、主面91aを覆う樹脂部材92の天面92aに設けられている。刻印部80は、平面視において、樹脂部材92に天面が覆われていない第1回路部品に重なっていない。具体的には、刻印部80は、電力増幅器10並びに送信フィルタ61T及び62Tのいずれとも重なっていない。
本実施の形態では、図4に示されるように、刻印部80は、平面視において、主面91aに配置された全ての回路部品のいずれにも重なっていない。なお、本実施の形態において、回路部品とは、SMD部品であり、配線及び電極などの単なる導電部材を意味しない。つまり、刻印部80は、平面視において、配線及び電極には重なっていてもよい。
刻印部80は、樹脂部材92の天面92aに設けられた溝及び/又は凹部によって形成される。例えば、刻印部80は、文字の線に沿って形成された複数の溝である。刻印部80は、例えば、樹脂部材92の天面92aにレーザ光を照射し、樹脂部材92の表層部の一部を削ることにより形成される。なお、刻印部80は、文字の線以外の部分を削ることで浮き上がらせた文字(凸部)であってもよい。
本実施の形態では、刻印部80を覆うように金属シールド層95が設けられている。刻印部80を形成する溝及び/又は凹部の深さは、金属シールド層95の厚みよりも長い。刻印部80の溝及び/又は凹部の深さは、例えば20μm以上30μm以下である。これに対して、金属シールド層95の厚みは、例えば10μm程度である。金属シールド層95は、刻印部80の凹凸形状を追従するように均一な膜厚で形成される。このため、金属シールド層95の表面(上面)には、刻印部80と同等の凹凸が形成される。これにより、刻印部80は、金属シールド層95で覆われていたとしても、外部から視認することが可能になる。
天面が露出した回路部品(電力増幅器10、送信フィルタ61T又は62T)の天面に刻印部80の一部が形成された場合、刻印部80の視認性が悪化する。これは、主に、回路部品と樹脂部材92とで材質が異なっていることに起因する。材質の違いによって、レーザで形成した溝及び/又は凹部の深さが回路部品と樹脂部材92とで異なる。具体的には、回路部品に形成される溝及び/又は凹部は、樹脂部材92に形成される溝及び/又は凹部よりも浅くなる。このため、回路部品に形成される溝及び/又は凹部の視認性が悪化するため、正しい文字を把握できなくなる場合が起こりうる。
視認性を確保するためには、樹脂部材92と回路部品とで同じ深さの溝及び/又は凹部を形成することが望ましい。このためには、レーザ出力を変更する必要があり、レーザ加工の工数が増加することで、刻印部80の形成に要する時間も長くなる。また、回路部品の基板又はカバー部材の表面にレーザが照射されることにより、回路部品の電気特性が劣化する可能性がある。
これに対して、本実施の形態に係る高周波モジュール1では、刻印部80が樹脂部材92の天面92aに設けられ、主面91aに配置された回路部品のいずれとも重ならないように設けられている。つまり、刻印部80の全体が樹脂部材92に設けられているので、溝及び/又は凹部の深さのばらつきが抑制され、刻印部80の視認性を高めることができる。また、回路部品にレーザが照射されないので、回路部品の電気特性の劣化が抑制される。
本実施の形態では、樹脂部材92に覆われていない電力増幅器10の天面10a、送信フィルタ61Tの天面61Ta及び送信フィルタ62Tの天面62Taはそれぞれ、金属シールド層95に接している。これにより、電力増幅器10、送信フィルタ61T及び62Tで発生した熱は、金属シールド層95を介して放熱されやすくなる。
また、金属シールド層95は、刻印部80に沿った凹凸を含むので、刻印部80の近傍で金属シールド層95の表面積が増加する。つまり、刻印部80の近傍では、金属シールド層95と空気との接触面積が増加するので、放熱性が高くなる。
この放熱性の観点から、刻印部80は、樹脂部材92に覆われた第2回路部品よりも、樹脂部材92に覆われていない第1回路部品の近くに設けられている。つまり、平面視において、刻印部80と第1回路部品との距離は、刻印部80と第2回路部品との距離より短い。なお、「AとBとの距離」とは、「AとBとの最短距離」、すなわち、Aのうち最もBに近い部位とBのうち最もAに近い部位との距離を意味する。
本実施の形態では、主面91aに配置された全ての回路部品のうち、平面視において刻印部80に最も近い回路部品は、樹脂部材92に覆われていない第1回路部品である。例えば、図4に示される例では、刻印部80は、送信フィルタ61Tの最も近くに設けられており、電力増幅器10及び送信フィルタ62Tがこの順で近くに設けられている。樹脂部材92に覆われた複数の回路部品のうち、スイッチ51が刻印部80の最も近くに設けられている。刻印部80とスイッチ51との距離は、刻印部80と送信フィルタ61T、電力増幅器10及び送信フィルタ62Tの各々との距離よりも長い。
これにより、電力増幅器10、送信フィルタ61T及び62Tで発生した熱は、金属シールド層95に伝わり、刻印部80に起因する凹凸によって速やかに放熱される。よって、高周波モジュール1の放熱性を高めることができる。
[4.効果など]
以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール1は、主面91aを有するモジュール基板91と、主面91aに配置された第1回路部品と、主面91aに配置され、第1回路部品の側面を覆う樹脂部材92と、樹脂部材92の天面92a及び第1回路部品の天面に接触する金属シールド層95と、樹脂部材92の天面92aに設けられた刻印部80と、を備える。主面91aの平面視において、刻印部80は、第1回路部品に重なっていない。
以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール1は、主面91aを有するモジュール基板91と、主面91aに配置された第1回路部品と、主面91aに配置され、第1回路部品の側面を覆う樹脂部材92と、樹脂部材92の天面92a及び第1回路部品の天面に接触する金属シールド層95と、樹脂部材92の天面92aに設けられた刻印部80と、を備える。主面91aの平面視において、刻印部80は、第1回路部品に重なっていない。
これにより、金属シールド層95と第1回路部品とが接触することで、第1回路部品で発生した熱が金属シールド層95に伝わりやすくなる。よって、放熱性に優れた高周波モジュール1が実現される。また、刻印部80の全体は樹脂部材92の天面92aに設けられており、刻印部80の一部が樹脂部材92とは異なる部材に形成されたりしない。このため、例えば、レーザなどで出力を一定に保つことで、均一な深さの溝及び/又は凹部を刻印部80として形成することができる。これにより、刻印部80の視認性を高めることができる。
また、刻印部80が回路部品に設けられないので、回路部品にはレーザが照射されない。よって、回路部品にダメージを与えずに済み、回路部品の電気特性の劣化を抑制することができる。
なお、例えば、チップインダクタ(例えば、整合回路31)を覆う樹脂部材92の天面92aの、チップインダクタの直上部分にレーザが照射された場合、直下に位置するチップインダクタのQ値の劣化が生じやすくなる。
これに対して、本実施の形態によれば、平面視において、刻印部80は、主面91aに配置された全ての回路部品のいずれにも重なっていない。
これにより、刻印部80を形成するためのレーザが回路部品にダメージを与える可能性をより低くすることができ、回路部品の電気特性の劣化を抑制することができる。
また、例えば、1以上の回路部品は、さらに、金属シールド層95に接触しない第2回路部品を含む。第2回路部品の天面は、樹脂部材92に覆われている。平面視において、刻印部80と第1回路部品との距離は、刻印部80と第2回路部品との距離より短い。また、例えば、第1回路部品は、主面91aに配置された全ての回路部品のうち、平面視において刻印部80に最も近い回路部品である。
これにより、金属シールド層95のうち、高い放熱性が求められる第1回路部品の近くの部分に、刻印部80に起因する凹凸が設けられるので、金属シールド層95の表面積を大きくし、放熱性を高めることができる。これにより、高周波モジュール1の放熱性をさらに高めることができる。
また、例えば、第1回路部品は、高周波帯域に通過帯域を有するフィルタを含む。また、例えば、第1回路部品は、送信信号を増幅する電力増幅器10を含む。
これにより、発熱しやすい部品の放熱性を高めることができる。
また、例えば、第1回路部品の天面は、樹脂部材92の天面92aと面一である。
これにより、樹脂部材92の天面92aと回路部品の天面とを金属シールド層95が段差なく滑らかに覆うことができる。凹凸が減り、均一な膜厚でシールド効果の高い金属シールド層95を形成することができる。
また、例えば、刻印部80は、文字、図形、記号又は二次元コードを含む。
これにより、文字などによって容易に所定の情報を人に知らせることができる。また、二次元コードを利用することで、より多くの情報を人に知らせることができる。
また、本実施の形態に係る通信装置5は、アンテナ2で送受信される高周波信号を処理するRFIC3と、アンテナ2とRFIC3との間で高周波信号を伝送する高周波モジュール1と、を備える。
これにより、放熱性に優れ、かつ、刻印の視認性が高い高周波モジュール1を備える通信装置5を実現することができる。
[5.変形例]
ここで、実施の形態の変形例について説明する。以下の説明では、実施の形態との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略又は簡略化する。
ここで、実施の形態の変形例について説明する。以下の説明では、実施の形態との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略又は簡略化する。
実施の形態では、平面視において、刻印部80が、主面91aに配置された全ての回路部品のいずれにも重なっていない例を示したが、これに限らない。図5に示されるように、刻印部80の一部は、平面視において、主面91aに配置された回路部品に重なっていてもよい。
図5は、本変形例に係る高周波モジュール1Aの刻印部80の配置を示す平面図である。図6は、本変形例に係る高周波モジュール1Aの断面図である。図6は、図5のVI-VI線における断面を表している。
図5及び図6に示されるように、刻印部80は、第1部分81と、第2部分82と、を含んでいる。刻印部80はその全体が、樹脂部材92の天面92aに設けられている。第1部分81は、平面視において、主面91aに配置された回路部品のいずれとも重ならない部分である。第2部分82は、平面視において、主面91aに配置され、天面が樹脂部材に覆われた第2回路部品に重なる部分である。本変形例では、第2部分82は、受信フィルタ61Rに重なっているが、整合回路31、32、41及び42並びにスイッチ51の少なくとも1つ以上に重なっていてもよい。刻印部80は、複数の第2回路部品に跨るように重なっていてもよい。
第1部分81は、「12」の2文字を含んでいる。第2部分82は、「34」の2文字を含んでいる。第1部分81と第2部分82とを合わせることで、1つの情報(例えば、型番)を表している。
なお、第1部分81及び第2部分82に含まれる文字数は、同じでなくてもよく、異なっていてもよい。第1部分81及び第2部分82の各々は、1文字以上の文字を含んでいる。あるいは、第1部分81及び第2部分82の少なくとも一方は、文字ではなく、又は、文字の代わりに、図形、記号若しくは二次元コードを含んでもよい。
以上のように、本変形例に係る高周波モジュール1Aでは、平面視において、刻印部80の一部は、第2回路部品に重なっている。
これにより、刻印部80の配置の自由度を高めることができる。また、主面91aに配置される回路部品の点数が多くなり、いずれの回路部品にも重ならない領域が小さくなったとしても、樹脂部材92に天面が覆われた第2回路部品の直上の領域を利用して刻印部80を設けることができる。
また、例えば、第2回路部品は、高周波帯域に通過帯域を有するフィルタを含む。
これにより、金属シールド層95の、受信フィルタ61Rの直上方向に位置する部分の表面積が大きくなるので、当該部分の放熱性が高くなる。よって、受信フィルタ61Rで発生する熱を効率良く放熱することができる。
また、例えば、刻印部80は、平面視において、主面91aの中心よりも主面91aの端の近くに配置されている。具体的には、刻印部80と主面91aの端との最短距離は、電力増幅器10と主面91aの中心との最短距離より短い。主面91aの端は、平面視における主面91aの輪郭上の一点である。刻印部80は、例えば、主面91aの中心よりも、主面91aの4つの角(頂点)のうちの1つの近くに配置されている。
このように、高周波モジュール1Aの偏った位置に刻印部80が配置されることにより、高周波モジュール1Aの向き(例えば、回転)の判定に刻印部80を利用することができる。また、刻印部80を端に配置することで、電力増幅器10又は送信フィルタ61T若しくは62Tなどの金属シールド層95に接続される回路部品を主面91aの中心近くに配置することができる。これにより、これらの回路部品の放熱性を高めることができる。
なお、電力増幅器10、送信フィルタ61T及び62Tの少なくとも1つは、樹脂部材92に天面が覆われていてもよい。この場合に、刻印部80は、平面視において、電力増幅器10、送信フィルタ61T及び62Tに重なるように設けられていてもよい。
(その他)
以上、本発明に係る高周波モジュール及び通信装置について、上記の実施の形態などに基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
以上、本発明に係る高周波モジュール及び通信装置について、上記の実施の形態などに基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、金属シールド層95の厚みは、刻印部80の深さよりも厚くてもよい。また、例えば、金属シールド層95は刻印部80の少なくとも一部を覆っていなくてもよい。
また、例えば、電力増幅器10、送信フィルタ61T及び62Tの少なくとも1つは、樹脂部材92に覆われていてもよい。つまり、金属シールド層95に接する回路部品の種別は特に限定されない。
また、例えば、高周波モジュールに含まれる複数の回路部品の、モジュール基板91の主面91a及び91bへの配置の振り分けは特に限定されない。例えば、PA制御回路11は主面91aに配置されていてもよく、送信フィルタ61T又は62Tが主面91bに配置されていてもよい。あるいは、全ての回路部品が主面91aに配置されていてもよく、主面91bには回路部品が配置されていなくてもよい。
また、例えば、高周波モジュールは、主面91bを覆う樹脂部材93を備えなくてもよい。また、例えば、外部接続端子150は、バンプ電極であってもよく、平面電極であってもよい。
また、例えば、樹脂部材92に覆われていない回路部品の天面と、樹脂部材92の天面92aとは面一でなくてもよい。例えば、電力増幅器10の天面10aと樹脂部材92の天面92aとには段差が設けられていてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
本発明は、マルチバンド対応のフロントエンド部に配置される高周波モジュールとして、携帯電話などの通信機器などに広く利用することができる。
1、1A 高周波モジュール
2 アンテナ
3 RFIC
4 BBIC
5 通信装置
10 電力増幅器
10a、61Ta、62Ta、92a 天面
11 PA制御回路
20 低雑音増幅器
31、32、41、42 整合回路
51、52、53 スイッチ
61、62 デュプレクサ
61R、62R 受信フィルタ
61T、62T 送信フィルタ
70 半導体集積回路
80 刻印部
81 第1部分
82 第2部分
91 モジュール基板
91a、91b 主面
92、93 樹脂部材
95 金属シールド層
100 アンテナ接続端子
110 高周波入力端子
111 制御入力端子
120 高周波出力端子
150 外部接続端子
2 アンテナ
3 RFIC
4 BBIC
5 通信装置
10 電力増幅器
10a、61Ta、62Ta、92a 天面
11 PA制御回路
20 低雑音増幅器
31、32、41、42 整合回路
51、52、53 スイッチ
61、62 デュプレクサ
61R、62R 受信フィルタ
61T、62T 送信フィルタ
70 半導体集積回路
80 刻印部
81 第1部分
82 第2部分
91 モジュール基板
91a、91b 主面
92、93 樹脂部材
95 金属シールド層
100 アンテナ接続端子
110 高周波入力端子
111 制御入力端子
120 高周波出力端子
150 外部接続端子
Claims (12)
- 主面を有するモジュール基板と、
前記主面に配置された第1回路部品と、
前記主面に配置され、前記第1回路部品の側面を覆う樹脂部材と、
前記樹脂部材の天面及び前記第1回路部品の天面に接触する金属層と、
前記樹脂部材の天面に設けられた刻印部と、を備え、
前記主面の平面視において、前記刻印部は、前記第1回路部品に重なっていない、
高周波モジュール。 - 前記第1回路部品を含み、前記主面に配置された複数の回路部品を備え、
前記平面視において、前記刻印部は、前記主面に配置された全ての回路部品のいずれにも重なっていない、
請求項1に記載の高周波モジュール。 - さらに、前記金属層に接触しない第2回路部品を備え、
前記第2回路部品の天面は、前記樹脂部材に覆われ、
前記平面視において、前記刻印部と前記第1回路部品との距離は、前記刻印部と前記第2回路部品との距離より短い、
請求項1又は2に記載の高周波モジュール。 - 前記第1回路部品を含み、前記主面に配置された複数の回路部品を備え、
前記第1回路部品は、前記主面に配置された全ての回路部品のうち、前記平面視において前記刻印部に最も近い回路部品である、
請求項1~3のいずれか1項に記載の高周波モジュール。 - さらに、前記金属層に接触しない第2回路部品を備え、
前記第2回路部品の天面は、前記樹脂部材に覆われ、
前記平面視において、前記刻印部の一部は、前記第2回路部品に重なっている、
請求項1に記載の高周波モジュール。 - 前記第2回路部品は、高周波帯域に通過帯域を有するフィルタを含む、
請求項5に記載の高周波モジュール。 - 前記第1回路部品は、高周波帯域に通過帯域を有するフィルタを含む、
請求項1~6のいずれか1項に記載の高周波モジュール。 - 前記第1回路部品は、送信信号を増幅する電力増幅器を含む、
請求項1~6のいずれか1項に記載の高周波モジュール。 - 前記刻印部は、前記主面の平面視において、前記主面の中心よりも前記主面の端の近くに配置されている、
請求項1~8のいずれか1項に記載の高周波モジュール。 - 前記第1回路部品の天面は、前記樹脂部材の天面と面一である、
請求項1~9のいずれか1項に記載の高周波モジュール。 - 前記刻印部は、文字、図形、記号又は二次元コードを含む、
請求項1~10のいずれか1項に記載の高周波モジュール。 - アンテナで送受信される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、
前記アンテナと前記RF信号処理回路との間で前記高周波信号を伝送する、請求項1~11のいずれか1項に記載の高周波モジュールと、を備える、
通信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US18/310,639 US20230269864A1 (en) | 2020-12-07 | 2023-05-02 | Radio frequency module and communication device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020202659 | 2020-12-07 | ||
JP2020-202659 | 2020-12-07 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
US18/310,639 Continuation US20230269864A1 (en) | 2020-12-07 | 2023-05-02 | Radio frequency module and communication device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2022123882A1 true WO2022123882A1 (ja) | 2022-06-16 |
Family
ID=81973512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/036907 WO2022123882A1 (ja) | 2020-12-07 | 2021-10-06 | 高周波モジュール及び通信装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230269864A1 (ja) |
WO (1) | WO2022123882A1 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018195756A (ja) * | 2017-05-19 | 2018-12-06 | 株式会社村田製作所 | 電子部品モジュールおよび電子部品モジュールの製造方法 |
WO2019167908A1 (ja) * | 2018-02-28 | 2019-09-06 | 株式会社村田製作所 | 高周波モジュール |
-
2021
- 2021-10-06 WO PCT/JP2021/036907 patent/WO2022123882A1/ja active Application Filing
-
2023
- 2023-05-02 US US18/310,639 patent/US20230269864A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018195756A (ja) * | 2017-05-19 | 2018-12-06 | 株式会社村田製作所 | 電子部品モジュールおよび電子部品モジュールの製造方法 |
WO2019167908A1 (ja) * | 2018-02-28 | 2019-09-06 | 株式会社村田製作所 | 高周波モジュール |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230269864A1 (en) | 2023-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111526227B (zh) | 高频模块和通信装置 | |
US20240038692A1 (en) | High-frequency module and communication device | |
US20230268950A1 (en) | Radio frequency module and communication device | |
WO2022034715A1 (ja) | 高周波モジュール及び通信装置 | |
JP2021125784A (ja) | 高周波モジュールおよび通信装置 | |
US20230261682A1 (en) | Radio frequency module and communication device | |
US20230189432A1 (en) | High-frequency module and communication device | |
WO2022123882A1 (ja) | 高周波モジュール及び通信装置 | |
WO2022153767A1 (ja) | 高周波モジュール及び通信装置 | |
WO2022064909A1 (ja) | 高周波モジュール及び通信装置 | |
US20230199939A1 (en) | High-frequency module and communication device | |
JP2021083003A (ja) | 高周波モジュールおよび通信装置 | |
WO2022102284A1 (ja) | 高周波モジュール及び通信装置 | |
US20240030957A1 (en) | Radio-frequency module and communication device | |
US20240023263A1 (en) | High-frequency module | |
CN114142884B (zh) | 高频模块和通信装置 | |
US20240030166A1 (en) | Radio-frequency module | |
US20240022276A1 (en) | Radio-frequency module and communication device | |
US20240014832A1 (en) | High-frequency module | |
US20240030165A1 (en) | High-frequency module | |
WO2022070862A1 (ja) | 高周波モジュールおよび通信装置 | |
WO2022153768A1 (ja) | 高周波モジュール及び通信装置 | |
US20240015914A1 (en) | Radio-frequency module and communication device | |
US20240030201A1 (en) | Radio frequency module and communication device | |
WO2023021792A1 (ja) | 高周波モジュール及び通信装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21902986 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 21902986 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |